谈PLC在矿井提升机控制系统中的应用

Ｃｏａｌ　Ｍｉｎｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　谈ＰＬＣ在矿井提升机控制系统中的应用　卫　至　　（山西潞安余吾煤业，　山西长治０４６０００）【摘要】矿井提升机是矿山的重要设备，其控制系统的技术　性能和可靠性直接影响矿山的生产安全。老式的矿井提升控制系统　线路复杂，调速精度低，可靠性低，故障率高，而基于ＰＬＣ技术的　矿井提升系统具有系统安全性高，运行更加平稳、准确，可以适应　不同矿山生产的苛刻要求。性价比很高，具有很强的实用性。本文　对ＰＬｃ的工作原理、系统功能、运作模式和优点进行了介绍。　输入映像寄存器和输出映像寄存器读入的输入信号数据进行运算、　处理，再将结果暂时存到输出映像寄存器中；在执行完用户所有程　序后，ＰＬＣ一次性地将输出映像寄存器中的执行结果送到输出锁存　器中去，在去驱动外部负载。　运行模式：（ｉ）工作模式。ＰＬＣ过程控制系统的实际工作模式　有正常工作模式和简易工作模式两种。在正常工作模式的情况下，　系统可以执行所有的运行，控制和检测等功能：在简易工作模式下　条件下，ＰＬＣ系统不工作，只有传动ＰＬＣ工作，此时系统运行的最　高速度被限定在３ｍ／ｓ，系统的部分运行和监控功能缺失，但仍然可　以执行简单的提升工作和重要的监控功能。实现伞数字行程控制。　（２）运行模式。ＰＬＣ系统的运行模式总体分为手动和自动两种。在　自动的模式下，当提升机允许开车时，死机只需要根据信号系统发　出的开车请求信号给定开车信号，ＰＬＣ系统自动判断方向、开车、　加速、行程、减速、爬行、制动和停车等命令，实现行程全数字化　控制，同时实现监控和自诊断和处理。在手动模式Ｆ，司机通过速　度手柄设置系统速度，在允许的开车条件下，控制提升机的全程，　这种情况一般用于ＰＬＣ系统故障以及特殊运行要求的情况，及相应　的基本安全监控功能仍然可以交给系统自动化实现，其安全性的可　靠性是可以保证的。　５　ＰＬＣ与传统的继电器控制系统比较　传统的绞车大多都是用继电器组成控制系统的。ＰＬＣ与传统的　继电器控制系统相比有如下优点：　（１）传统的继电器控制只能进行开关量的控制，而ＰＬＣ既可　进行开关量控制，也可进行模拟量控制，还能与计算机连成网络，　实现分级控制。　（２）继电器控制线路是由许多硬件继电器组成的，而ＰＬＣ则　是由许多“软继电器”组成。传统的继电器控制系统本来有很强的　抗干扰能力，但其用了大量的机械触点，因物理性能疲劳、尘埃的　隔离性及电弧的影响，系统的可靠性大大降低。而ＰＬＣ采用无机械　触点的逻辑运算微电子技术，复杂的控制由ＰＬＣ内部运算器完成，　故其使用寿命长，可靠性高。继电器的触点数量少，一般只有４～８　对，而“软继电器”可供编程的触点数有无限对。　（３）编程简单、直观。可编程控制器是面向用户，面向市场，　采用的是面向控制过程的梯形图语言。梯形图与继电器控制线路图　十分相似，主要原因是ＰＬＣ梯形图在绘制上基本上沿用了继电器控　制的电路元件符号和术语。　（４）适应性好。继电器控制系统是通过元件之间的硬件接线来　实现的，控制功能就固定在线路中。而ＰＬＣ控制功能则是通过软件　编程来实现的。当控制要求需要发生改变时，只需修改程序即可，　控制非常灵活。由于可编程控制器产品已经标准化、系列化、模块　化，因此能方便的灵活的进行系统配置，组成规模不同、功能不同　的控制系统，适应能力强，既可以实现现场控制，又可以远距离控　制。　【关键词】ＰＬＣ技术；煤矿；提升系统　１前言　我国矿井提升机９０％以上是采用单机容量在ｌＯ００ｋＷ以下传统的　交流异步电机拖动，采用转子串、切电阻调速，由继电器一接触器构　成逻辑控制装置。由于触点较多，且切换电阻实现调速时使速度变　化不平滑和不平稳，由于惯性的作用，在运行时就会使人感觉不舒　服。用ＰＬＣ把原来由继电器控制的调速系统改造为ＰＬＣ控制的系统，　从而使调速系统的性能得到改善。　２　ＰＬＣ工作原理　ＰＬＣ控制系统的控制回路采用先进的ＰＬＣ取代原有的　继电器逻辑控制系统。ＰＬＣ作为工业计算机，具有独特的微处理　功能，通过采集外部的信号进行逻辑判断后，传输给各个不同的执　行元件，实现对提升机的自动控制功能。其方框图如图１所示。　ｒ｝。曼　叫……………’ｒ矍　ｉ上？理　………～…一　ｒ｛Ｌ　！置………　…　一　；　…ｒ………一１ｌ电端橇ｉ　ｒ　ｌ　攫群…………　１　Ｉ｛ｒ一………１　博站｝Ｉ戳弦嫱｛　ｒ…一……～’　…一…一…一　一…………ｆ‘一一　………　￡………－－…　ＰＬＣ控制工作原理图　ＰＬＣ控制系统除了具有原电控系统的所有功能外，还具有以下主　要功能：　（１）后备保护功能；　（２）减速阶段的多种曲线自动设定　及执行功能；　（３）速度、提升次数、深度直观显示功能；　（４）声　光故障报警功能。　３　ＰＬＣ的系统功能　ＰＬＣ用于机器的自动控制，具有体积小、功耗低、速度快、可　靠性高、抗干扰性强等特点。同时具有灵活性和可扩展性。要改变　生产过程只需改变程序即可，非常方便，这是继电器控制电路无法　相比的。ＰＬＣ已成为工业控制领域中最主要的自动化装置，它代表　了当前电控技术的先进水平。　根据矿井提升机控制系统的要求，ＰＬＣ应具有以下功能：　（１）按照操作工艺要求及系统状态，实现主令操作控制的软接　线网络和各水平操作台之间的信息传递、操作连锁，产生给全数字　调速系统命令（起Ｐ停、设定速度、运行种类、运行方向、故障复位　及闸系统、安全保护等指令）。　（２）根据运行种类，操作方式产生Ｃ３０所需的速度曲线，实现　罐笼运行的准ｓ曲线。　（３）全数字行程控制。对罐笼位置及运行速度进行全行程控制　和监视，使罐笼按位置在准ｓ形速度下运行，实现半自动加速、减　速、准确平层，并以数字式及直线式动态显示罐笼运行位置。　（４）对整个系统进行监控并根据故障种类（紧停、事故停车、　次提升、事故报警）作相应的处理，并发出声光报警，指出故障　类型、部位。　（５）与上位机、Ｃ３０通讯，处理、传递来自各环节的信息。　４　ＰＬＣ控制系统的原理及在矿井提升中的运行模式　ＰＬＣ按顺序（从上到下、从左到右）将所有输入新号读入到输入　映像寄存器中存储，此时输入映像寄存器被刷新。接着进入程序执　行阶段，在本工作周期内的程序执行阶段和输出刷新阶段，无论输　入信号如何变化，输入映像寄存器的内容保持不变：ＰＬＣ对最新从　一（５）功能完善，接口功能强。目前的可编程控制器具有模拟量　和数字量的输入输出、逻辑和算术运算、定时、计数、顺序控制、　自检、记录和显示等功能，使设备控制水平大大提高，接口功能极　大的方便了用户，可以将可编程控制器与各种不同的设备顺利连接，　输出接口在大多数情况下也可以直接与各种传统的继电器、接触器　及电磁阀等连接。　（６）在继电器控制线路中，当电源接通时线路中各继电器都处　于受制约状态。在ＰＬＣ中，各“软继电器”都处于周期性循环扫描　接通中，每个“软继电器”受制约接通的时间是很短暂的。　参考文献：　『１１郭月英．采用ＰＬＣ控制方式的矿井提升机电控系统【『１＿科技情报开　发与经济，２００５（１６）．　『２１谢军，郑小刚．ＰＬＣ在煤矿提升机电控系统中的应用『Ｉｌ＿煤矿机　械．２００４（５）．　『３１赵跃华可编程序控制器及其应用『Ｍ　１．成都：电子科技大学出版　社．１９９８．　３９６　ｌ华东科技